大壩基礎(chǔ)防滲帷幕灌漿和巖溶灌漿一般都采用多種水灰比的水泥灌漿 朝陽膨潤土技術(shù),朝陽膨潤土技術(shù)這種方法對漿體的稠度都是由稀變濃的加以控制,直到達(dá)到灌漿結(jié)束為止。常規(guī)灌漿最大的弊端是費(fèi)工費(fèi)時(shí),浪費(fèi)漿材。因此,世界許多發(fā)達(dá)國家正積極發(fā)展水泥灌漿新技術(shù)和水泥穩(wěn)定漿材的研究,形成了用水泥灌漿新技術(shù) 和水泥穩(wěn)定漿材解決復(fù)雜基礎(chǔ)處理的趨勢。
膨潤土的作用機(jī)理
膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的粘土,因此,蒙脫石的品種和含量對膨潤土的性能有很大的影響。蒙脫石是由2 層Si—O 四面體中間夾一層Al—(O ,OH) 八面體為構(gòu)造單元組成的層狀硅酸鹽礦物。其結(jié)構(gòu)有2個(gè)特點(diǎn):層間范德華力連接,這種作用較弱;四面體中部分Si4 +可被Al3 +取代,八面體中的Al3 +可被Fe2 +、Mg2 + 、Zn2 +等離子取代,使晶層平面上帶負(fù)電。前者使水分子易于進(jìn)入晶胞層間發(fā)生膨脹;后者使粘土顆粒表面能自發(fā)地吸附反電荷離子(陽離子)形成絡(luò)合物或有機(jī)、無機(jī)復(fù)合物。
當(dāng)膨潤土分散于水中時(shí),由于表面吸附的陽離子在溶液主體中的濃度較低,它們有自晶層表面向外擴(kuò)散的趨勢;另一方面,它們又受帶電晶層的靜電吸引。這2 個(gè)相反趨向的結(jié)果,使粘土顆粒晶層外表面形成擴(kuò)散雙電層,并呈大氣狀分布。堆疊晶層間的陽離子則限制在面對面的晶層表面中間的狹 窄間隔內(nèi)。膨潤土分散在水中,蒙脫石的顆粒可能呈單一晶胞,也可以是許多晶胞的附聚體。由于蒙脫石晶體表面電荷的多樣性和顆粒的不規(guī)則性,它們在水中會(huì)產(chǎn)生許多不同的附聚型式。
膨潤土在水中高度分散搭接成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并使大量的自由水轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的束縛水,而形成非牛頓液體類型的觸變性凝膠。它的粘度對于懸浮液體系的穩(wěn)定性具有重要影響,并與剪切速度變化有關(guān)。攪動(dòng)時(shí),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞,凝膠轉(zhuǎn)化為低粘滯性的懸浮液;靜止時(shí),恢復(fù)到初始凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均相塑性體狀態(tài),粘度逐漸增大。在外力作用下懸浮液與膠體可以無限轉(zhuǎn)化。這就是摻加膨潤土后漿液觸變性變好的原因。由于上述原因,導(dǎo)致加入膨潤土的漿液粘度上升,保水性能提高,觸變性能變好。
1.膨潤土具有很好的穩(wěn)定性,在水灰比一定的情況下隨著膨潤土摻量的增加,漿液的粘度增大、析水率降低,從而使?jié){液有一種較好的穩(wěn)定性,所以膨潤土是一種較好的穩(wěn)定劑。
2.膨潤土的摻入對水泥漿液的強(qiáng)度有一定影響,摻量在4%以內(nèi)時(shí),對漿液強(qiáng)度影響是允許的,大于4%時(shí)膨潤土?xí)^大程度的降低漿液的強(qiáng)度,不利于工程施工,所以膨潤土摻量宜控制在4%以內(nèi)。
3.含有膨潤土的水泥漿溶液,其保水性、分層度都有較大改善,含水量增大,使得水泥漿溶液的工作性能得到更好的保持。
4.對巖溶發(fā)育中等以上規(guī)模溶洞、溶溝、溶槽等進(jìn)行灌漿處理時(shí),摻入適量的膨潤土,將能更好的達(dá)到灌漿效果。
5.生產(chǎn)施工過程中水灰比和膨潤土摻量都應(yīng)該滿足配合比的要求,且配合比應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程確定。
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